一种跨运车车载取力发电控制系统

文档序号:275871 发布日期:2021-11-19 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种跨运车车载取力发电控制系统 (Vehicle-mounted power taking and generating control system of straddle carrier ) 是由 李凯 邵诚佳 程寅 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种跨运车车载取力发电控制系统,包括:控制系统,用于发出控制指令;柴油发电机组,用于输出驱动跨运车所需的交流电;整流器系统,用于对柴油发电机组输出的交流电进行交流-直流转换以输出直流电;闭环稳压装置,用于实时获取整流器系统输出的实际直流电电压,并结合用户为整流器系统设定的直流电电压,并对柴油发电机组输出的交流电频率实时进行调整,以使整流器系统输出的直流电电压恒定。本发明提供的跨运车车载取力发电控制系统省去了传统整流前端的LCL输入电抗器,减少硬件成本和体积,维护简单,同时,也可以兼容多张类型的柴油发电机,并在任意转速下,平滑无冲击的跟踪运行、维持母线电压恒定。(The invention provides a straddle carrier vehicle-mounted power take-off and power generation control system, which comprises: the control system is used for sending out a control instruction; the diesel generator set is used for outputting alternating current required by driving the straddle carrier; the rectifier system is used for carrying out alternating current-direct current conversion on alternating current output by the diesel generator set so as to output direct current; and the closed-loop voltage stabilizing device is used for acquiring the actual direct current voltage output by the rectifier system in real time, combining the direct current voltage set by a user for the rectifier system, and adjusting the alternating current frequency output by the diesel generator set in real time so as to ensure that the direct current voltage output by the rectifier system is constant. The straddle carrier vehicle-mounted power take-off power generation control system provided by the invention omits an LCL input reactor at the front end of the traditional rectifier, reduces the hardware cost and volume, is simple to maintain, can be compatible with a plurality of types of diesel generators, and can smoothly run without impact and maintain the constant bus voltage at any rotating speed.)

一种跨运车车载取力发电控制系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域,具体涉及一种跨运车车载取力发电控制系统。

背景技术

跨运车是集装箱装卸设备中的主力机型,通常承担由码头前沿到堆场的水平运输以及堆场的集装箱堆码工作。由于跨运车具有机动灵活、效率高、稳定性好、轮压低等特点,得到普遍的应用。集装箱跨运车作业对提高码头前沿设备的装卸效率十分有利。传统跨运车的动力由大功率全变速柴油发电机、整流系统提供,其中整流环节中有LCL大电抗滤波器占据了较大体积,成本也巨大。但该元件又是在传统的能源系统里不可或缺。

发明内容

有鉴于此,本发明提供一种跨运车车载取力发电控制系统,用以解决现有技术中,LCL电抗滤波器体积大成本高的问题。

为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

根据本发明实施例的一种跨运车车载取力发电控制系统,包括:

控制系统,用于发出控制指令;

柴油发电机组,用于输出驱动跨运车所需的交流电;

整流器系统,用于对柴油发电机组输出的交流电进行交流-直流转换以输出直流电;

闭环稳压装置,用于实时获取整流器系统输出的实际直流电电压,并结合用户为整流器系统设定的直流电电压,并对柴油发电机组输出的交流电频率实时进行调整,以使整流器系统输出的直流电电压恒定。

在本发明的一个实施例中,柴油发电机组还包括:

发电机组,用于切割磁感线以输出交流电,发电机组可以包括同步发电机或异步发电机;

发电机组管理器,用于与发柴油发电机组相连以控制发电机组的启停。

在本发明的一个实施例中,闭环稳压装置包括:

电压设定装置,用于设定整流器系统输出的直流电电压;

直流电调制装置,用于对整流器系统输出的实际直流电电压和电压设定装置设定的直流电电压进行比例积分控制以计算目标电流有功分量;

交流电调制装置,用于对柴油发电机组输出的交流电进行三相-两相变换,并进行滤波以得到横轴电流滤波值;

频率给定装置,用于对横轴电流滤波值和目标电流有功分量进行比例积分控制得到频率调节增量,并结合频率调节增量和斜坡给定频率得出给定频率,以使柴油发电机组根据给定频率输出交流电。

在本发明的一个实施例中,闭环稳压装置还包括:

变频器,用于检测发电机组残压或激磁获取发电机组的反电动势以实时计算发电机组实际转速与相位信息。

在本发明的一个实施例中,控制系统包括:

控制器,用于发出控制指令;

多个转向绝对值编码器,分别用于检测跨运车的多个车轮的转向位置并将其反馈至控制器。

在本发明的一个实施例中,跨运车车载取力发电控制系统还包括:

驱动器系统,用于根据控制系统发出的控制指令驱动跨运车的多个车轮;

电池动力系统,用于与整流器系统并联并储存整流器系统的直流电以供驱动器系统驱动跨运车的多个车轮。

在本发明的一个实施例中,电池动力系统包括:

电池组;

电池管理器,电池管理器用于采集电池组的运行参数并将其传输至控制系统。

在本发明的一个实施例中,整流器系统包括:

交流滤波缓冲回路,交流滤波缓冲回路的输入端与柴油发电机组相连;

整流器,整流器的输入端与交流滤波缓冲回路的输出端相连;

直流缓冲回路,直流缓冲回路的输入端与整流器的输出端相连,输出端与驱动器系统相连。

在本发明的一个实施例中,整流器系统还包括:

岸电切换系统,用于接收交流岸电并将其传输至交流滤波缓冲回路的输入端。

在本发明的一个实施例中,驱动器系统还包括:

多个行走驱动器,用于分别驱动对应的电动机以带动跨运车的多个车轮,实现动跨运车的整车行走;

多个转向伺服驱动器,用于分别驱动对应的电动机以带动跨运车的多个车轮同步转向,实现跨运车的转向;

起升马达驱动器,用于驱动跨运车上的吊具起升电机;

制动单元,用于制动跨运车的多个车轮;

转换器,用于对整流器系统输出的直流电进行直流-交流逆变,用于驱动辅助系统。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一:

1、本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统,使用闭环稳压装置稳定整流系统的输出电压,体积小、成本低;

2、本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统,可以兼容多种柴油发电机,适用于多种跨运车;

3、本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统,省去整流系统前端的输入电抗,减少硬件成本和体积,维护方便。

附图说明

图1为本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统的结构框图;

图2为本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统的取力发电技术方案示意图;

图3为本发明实施例跨运车车载取力发电控制系统的母线闭环稳压控制框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在传统跨运车的动力由大功率全变速柴油发电机、整流系统提供,由于柴油发电机的电压向量需要与整流系统的电压向量一致。但由于在实际并网时,二者不可能严格一致,此时电压差向量会降落在线路阻抗上,因此需要加装LCL大电抗滤波器,但整流环节中LCL大电抗滤波器占据了较大体积,成本也巨大。同时该元件又是在传统的能源系统里不可或缺。

为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

请参考图1,根据本发明实施例的一种跨运车车载取力发电控制系统,包括:控制系统,用于发出控制指令;柴油发电机组,用于输出驱动跨运车所需的交流电;整流器系统,用于对柴油发电机组输出的交流电进行交流-直流转换以输出直流电,由此,跨运车可以由整流器系统输出的直流电进行驱动;闭环稳压装置,用于实时获取整流器系统输出的实际直流电电压,并结合用户为整流器系统设定的直流电电压,并对柴油发电机组输出的交流电频率实时进行调整,以使整流器系统输出的直流电电压恒定。由此,在省去了LCL输入电抗器减少了成本和体积的同时,整流器系统输出的直流电电压恒定,确保了跨运车的稳定运行。

请参考图1、图2,在本发明的一个实施例中,柴油发电机组还包括:发电机组,用于切割磁感线以输出交流电,发电机组可以包括同步发电机或异步发电机;发电机组管理器,用于与发柴油发电机组相连以控制发电机组的启停,其中,发电机组可以异步机发电机、永磁同步机发电机、电励磁同步发电机。由此,可以根据跨运车的工作情况使用发电机组管理器控制柴油发电机的启停,有效节省了燃料,同时,可以兼容多种柴油发电机类型,有效提高了系统的泛用性。

请参考图1、图3,在本发明的一个实施例中,闭环稳压装置包括:电压设定装置,用于设定整流器系统输出的直流电电压,即母线电压;直流电调制装置,用于对整流器系统输出的实际直流电电压和电压设定装置设定的直流电电压进行比例积分控制(proportional-integral,PI),比例积分控制是指在控制器的输出变化量p与输入偏差e的积分成正比时进行积分,可以适用在控制通道滞后小,负荷变化不太大,工艺上不允许有余差的场合。在本发明实施例中可以对电压设定装置设定的母线电压和实际的母线电压产生的输入偏差e和输入变化量p进行PI控制,以计算目标电流有功分量。交流电调制装置,用于对柴油发电机组输出的交流电进行三相-两相变换(3s/2r变换),三相-两相是在当三相绕组和两相绕组产生的旋转磁动势大小和转速都相等时,将两相绕组与三相绕组等效,此时,三相交流系统中的基波有功分量和基波无功分量在d-q坐标系表示为直流分量。在本发明实施例中,柴油发电机产生的三相交流电进行3s/2r变换后,产生了直流分量Q轴电流(Iq)Iq和无功分量Id,并对Iq进行滤波以得到横轴电流滤波值即Q轴电流滤波值;频率给定装置,用于对横轴电流滤波值和目标电流有功分量进行比例积分控制得到频率调节增量,此时,将频率调节增量和现有的给定频率调节以斜坡给定的方式相加得出给定频率,以使柴油发电机组根据给定频率输出交流电。由此,闭环稳压装置可以在任意的柴油发电机转速下,平滑无冲击地维持母线电压恒定,有利于跨运车的稳定运行。

请参考图1、图3,在本发明的一个实施例中,闭环稳压装置还包括:变频器,用于检测发电机组残压或激磁获取发电机组的反电动势以实时计算发电机组转速n与相位信息得出所需频率f,以使闭环稳压装置计算出需要的频率调节增量并实时调整发电转矩T,其中n=60f/p1,p1为发电机组固定的极对数,而发电机转矩T=9550P/n,P为发电机组功率,由此,可以使闭环稳压装置通过调节发电机组转矩改变发电机组的电流频率从而问稳定母线的电压稳定。

请参考图1,在本发明的一个实施例中,控制系统包括:控制器,用于发出控制指令;多个转向绝对值编码器,分别用于检测跨运车的多个车轮的转向位置并将其反馈至控制器。由此,控制器可以根据转向绝对值编码器反馈的车轮的转向位置对车轮方向进行精确控制。

请参考图1,在本发明的一个实施例中,跨运车车载取力发电控制系统还包括:驱动器系统,用于根据控制系统发出的控制指令驱动跨运车的多个车轮;电池动力系统,用于与整流器系统并联并储存整流器系统的直流电以供驱动器系统驱动跨运车的多个车轮。在本发明的一个实施例中,电池动力系统包括:电池组;电池管理器,电池管理器用于采集电池组的运行参数并将其传输至控制系统。电池组可以采用模块化长续航的锂电池,可以灵活调节电池组数量,并将整流器输出的直流电储存以供跨运车使用,同时,控制系统也可以根据电池组管理器的信息管理电池组。

请参考图1,在本发明的一个实施例中,整流器系统包括:交流滤波缓冲回路,交流滤波缓冲回路的输入端与柴油发电机组相连;整流器,整流器的输入端与交流滤波缓冲回路的输出端相连;直流缓冲回路,直流缓冲回路的输入端与整流器的输出端相连,输出端与驱动器系统相连。其中,交流滤波缓冲回路的输入端与柴油发电机组相连;整流器的输入端与交流滤波缓冲回路的输出端相连;直流缓冲回路的输入端与整流器的输出端相连,直流缓冲回路的输出端与驱动器系统相连;岸电切换系统用于接收岸的岸电信号,并将其传输至交流滤波缓冲回路的输入端。另外,直流缓冲回路可以和电池组并联。

请参考图1,在本发明的一个实施例中,整流器系统还包括:岸电切换系统,用于接收交流岸电并将其传输至交流滤波缓冲回路的输入端。岸电切换系统可以在柴油发电机组供电和岸电供电之间进行切换,提高了跨运车的灵活性

请参考图1,在本发明的一个实施例中,驱动器系统还包括:多个行走驱动器,用于分别驱动对应的电动机以带动跨运车的多个车轮,实现动跨运车的整车行走;多个转向伺服驱动器,用于分别驱动对应的电动机以带动跨运车的多个车轮同步转向,实现跨运车的转向;起升马达驱动器,用于驱动跨运车上的吊具起升电机;制动单元,用于制动跨运车的多个车轮;转换器,用于对整流器系统输出的直流电进行直流-交流逆变,用于驱动辅助系统。由此,跨运车可以在码头区域灵活运动,并通过起升马达驱动器控制吊具调运集装箱。

以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

10页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种基于开环控制的发电机起励方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类